水泵作为一种通用机械,将机械能转换为液体的动能和压力能,在国民经济中占有非常重要的地位。它的能耗占全国发电量20%左右,因此研究提高其性能具有重要的现实意义。叶轮是泵重要的过流和做功部件,其叶轮的轴面、叶片型线、叶片厚度变化规律对泵的性能影响较大。关于叶轮的轴面、叶片型线对离心泵性能的影响有学者做过相关研究,而关于叶片厚度变化规律对离心泵性能的影响方面的文献很少见到报道。因此,有必要研究叶片厚度变化规律对离心泵性能的影响。本文以三种不同比转速( n_s=49.9、97.8、187.9)的石油化工离心泵为基础,保证叶轮轴面尺寸不变,依据三种叶片厚度变化规律设计九种厚度翼型。对于( n_s=49.9)低比转速泵设计T1、T2、T3三种厚度翼型,得到三个离心泵方案:方案一、方案二、方案三;对于( n_s=97.8)中比转速泵设计T4、T5、T6三种厚度翼型,得到三个离心泵方案:方案四、方案五、方案六;对于( n_s=197.9)高比转速泵设计T7、T8、T9三种厚度翼型,得到三个离心泵方案:方案七、方案八、方案九。利用UGNX7.5建立离心泵的三维实体模型,运用FLUENT数值模拟软件进行数值计算,得到如下结论:1.增大叶片(翼型)进口段厚度型线曲率半径可以达到减弱叶片表面二次流的目的,这与Johnson所分析的一致。2.叶轮出口处尾流区的面积随流量的增大而减小,射流-尾迹流动结构随着流量的增大而减弱;叶轮出口处的尾流损失随叶片出口厚度的减小而减小,射流-尾迹流动结构随叶片出口厚度的减小而减弱。3 .比转速不同叶轮出口处的尾流区分布和射流-尾迹损失也不相同。( n_s=49.9)低比转速离心泵尾流区主要分布在出口流道中部偏向压力面侧,在靠近压力面侧形成小范围的射流-尾迹流动结构;( n_s=97.8、187.9)中高比转速离心泵尾流区主要分布叶片吸力面和后盖板相交处,在整个流道出口形成大范围的射流-尾迹流动结构。4.对于( n_s=49.9)低比转速离心泵,叶片厚度变化规律对泵扬程和效率影响较小,高效区随出口厚度的减薄向小流量点偏移;对于( n_s=97.8、187.9)中、高比转速离心泵,随着出口厚度的减薄扬程降低,效率提高。在小流量范围内叶片厚度变化规律对泵的扬程影响较大,在大流量范围内叶片厚度变化规律对泵的效率影响较大,高效区随出口厚度的减薄而变宽且向大流量点偏移。5.叶片出口段厚度减薄且叶片出口到最大厚度距离为45~55mm时离心叶轮的整体性能较佳。采用上述厚度方案的方案二、五、七整体性能优于同一比转速下的其他方案。6.对于( n_s=97.8)中比转速离心泵,方案四抗汽蚀性能最好,方案五次之,方案六抗汽蚀性能最差。叶片进口厚度型线越接近流线型泵的抗汽蚀性能越好,加大叶片进口段厚度型线曲率半径可以提高泵抗汽蚀性能。